CN105602301A - 瓷绝缘子用无机憎水防污釉料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种瓷绝缘子用无机憎水防污釉料及其制备方法和应用，属于瓷绝缘子用釉料的改进技术领域。本发明所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料，包括以下重量百分含量的原料：硅溶胶3～14％，甲基硅烷0.5～4％，乙酸12～21％，丙醇75～89％。本发明所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料，其配方简单，改变了传统瓷绝缘子表面的亲水性，提高了防污秽性能，具有抗老化、抗冲刷、耐候性好、强度高、寿命长等优点；本发明同时提供了一种简单的制备方法和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种瓷绝缘子用无机憎水防污釉料及其制备方法和应用，属于瓷绝缘子用釉料的改进技术领域。
背景技术
“污闪”问题长期以来一直困扰着电力和铁路运输行业，成为电力和电气化铁路的技术发展瓶颈。尤其是随着工业污染和雾霾的日趋严重，污闪事故越来越多，严重威胁着高压电网和铁路轨道接触网的安全性和可靠性，给人民的生命安全和国民经济造成巨大的损失。
传统瓷绝缘子防污闪的措施有定期停电清扫、增大绝缘子爬距、在绝缘子表面涂敷憎水涂料等措施。定期停电清扫不仅造成电网停电，而且随着环境污染的日趋严重，也不能杜绝“污闪”的发生；增大爬电距离给瓷绝缘子的制造带来了极大的困难；用于绝缘子防污闪用途的憎水涂料的发展历经了硅油、硅脂、地腊和室温硫化硅橡胶RTV和PRTV的过程，但是有机憎水涂层的寿命较短，需要停电定期重复涂敷。近年来，使用憎水硅橡胶伞裙的复合绝缘子开始被广泛应用，这类复合绝缘子虽然具有优良的防“污闪”性能，但也存在易老化、可击穿、刚度不高、耐候性差等缺陷，不能有效的保证电网长期可靠运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种瓷绝缘子用无机憎水防污釉料，其配方简单，改变了传统瓷绝缘子表面的亲水性，提高了防污秽性能，具有抗老化、抗冲刷、耐候性好、强度高、寿命长等优点；本发明同时提供了一种简单的制备方法和应用。
本发明所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料，包括以下重量百分含量的原料：硅溶胶3～14％，甲基硅烷0.5～4％，乙酸12～21％，丙醇75～89％。
所述硅溶胶的国际分类号是Levasil200E/20％，产地为德国。
所述甲基硅烷为甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的混合物，混合质量比为1:1～3.5。
所述丙醇为2-丙醇，羟基位置不同，产生的效果不同。
所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料的制备方法，包括以下步骤：先将硅溶胶和乙酸搅拌5-30min，然后在搅拌后的溶液中加入甲基硅烷，再搅拌10-50min，加入丙醇后搅拌12-18h，最后将搅拌均匀的溶液密封并静置陈腐2-7天。
搅拌时所用搅拌器为磁力搅拌器。
搅拌时间与室内温度存在很大关系，应以无明显沉淀或者悬浮物作为基础判断。
原料添加顺序发生变化，溶液制备过程中产生的现象以及最终效果不一样。只有按照以上步骤才能制得所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料。
本发明通过溶胶-凝胶技术配制无机防污釉料，在室温下，釉料溶液的粘度低于水的粘度，流动性好，经高温硬化成无机憎水、防污釉。
所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料的应用，包括以下步骤：
(1)用压缩空气吹旋转着的绝缘子表面，去除绝缘子表面上粉尘等附着物；
(2)用异丙酮溶液清洗绝缘子表面粘附的油污等污染物；
(3)设置旋转速度，在旋转着的绝缘子表面涂敷所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料；
(4)将步骤(3)涂敷的绝缘子用热空气进行干燥；
(5)将干燥的涂层绝缘子放进高温硬化炉中进行硬化。
检测硬化后的涂层绝缘子表面，将检测合格的涂层绝缘子包装后按照绝缘子生产流程进入下道工序。
室内温度或涂敷速度发生改变，涂层绝缘子的憎水、防污效果随之变化。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)配方简单，制备出的产物为无机高温硬化釉，具有抗老化、抗冲刷、耐候性好、强度高、寿命长等优点；
(2)所得釉面是具有荷叶微米-纳米双重结构的无机多孔膜，可使陶瓷表面发生改性，具备优良的憎水、防污秽性能；
(3)制备方法简单易行，节能环保；
(4)所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料不仅可彻底解决高压输变电和铁路轨道交通的“污闪”问题，而且可广泛应用于新能源、汽车、陶瓷、建筑和国防等工业领域，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明绝缘子表面无机憎水防污釉料的微观结构；
图2为本发明绝缘子表面无机憎水防污釉料的侧面剖视结构；
图3中a为未使用无机憎水防污釉料的绝缘子的亲水效果图；b为使用无机憎水防污釉料的绝缘子的憎水效果图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1
(1)涂料溶液的准备
首先按照下列配方准备好原料。按照重量百分比分别称量硅溶胶和乙酸，在磁力搅拌器上搅拌5min；然后在搅拌完的溶液中按比例加入甲基硅烷(甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的混合物，混合质量比为1:1)，再放到磁力搅拌器上搅拌10min；观察溶液的均匀性，无明显沉淀或者悬浮物后，按照比例加入丙醇，磁力搅拌14h；搅拌均匀的溶液密封并静置，陈腐2天后即可使用。
所述釉料配方如表1所示。
表1实施例1釉料配方
(2)涂层绝缘子的制备
瓷件出窑后，用压缩空气吹干净，用异丙酮溶液清洗绝缘子表面粘附的污染物，将瓷件运输到涂敷区域，按照3r/min的速度涂敷瓷件表面；已涂敷的瓷件转运到干燥区，用热空气快速干燥；瓷件干燥后转运到高温硬化炉中，按照设定的曲线进行高温硬化；硬化后的瓷件降到室温后，用薄膜进行包裹，防止表面受到污染，最后按照绝缘子生产流程进入下道工序即可。
(3)测试效果
a)瓷绝缘子表面憎水性测试：采用喷水分级法测试，憎水等级为HC1级，呈现较好的憎水性能。
b)用人工污秽法在XP-70悬式瓷绝缘子上进行污秽耐受电压测试，憎水釉的绝缘子污秽耐受电压比同尺寸的普通瓷绝缘子提高10％以上，防污效果明显。
实施例2
(1)涂料溶液的准备
首先按照下列配方准备好原料。按照重量百分比分别称量硅溶胶和乙酸，在磁力搅拌器上搅拌30min；然后在搅拌完的溶液中按比例加入甲基硅烷(甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的混合物，混合质量比为1:3.5)，再放到磁力搅拌器上搅拌50min；观察溶液的均匀性，无明显沉淀或者悬浮物后，按照比例加入丙醇，磁力搅拌12h；搅拌均匀的溶液密封并静置，陈腐7天后即可使用。
所述釉料配方如表2所示。
表2实施例2釉料配方
(2)涂层绝缘子的制备
瓷件出窑后，用压缩空气吹干净，用异丙酮溶液清洗绝缘子表面粘附的污染物，将瓷件运输到涂敷区域，按照2.5r/min的速度涂敷瓷件表面；已涂敷的瓷件转运到干燥区，用热空气快速干燥；瓷件干燥后转运到高温硬化炉中，按照设定的曲线进行高温硬化；硬化后的瓷件降到室温后，用薄膜进行包裹，防止表面受到污染，最后按照绝缘子生产流程进入下道工序即可。
(3)测试效果
a)瓷绝缘子表面憎水性测试：采用喷水分级法测试，憎水等级为HC1级，呈现较好的憎水性能。
b)用人工污秽法在XP-70悬式瓷绝缘子上进行污秽耐受电压测试，憎水釉的绝缘子污秽耐受电压比同尺寸的普通瓷绝缘子提高10％以上，防污效果明显。
实施例3
(1)涂料溶液的准备
首先按照下列配方准备好原料。按照重量百分比分别称量硅溶胶和乙酸，在磁力搅拌器上搅拌10min；然后在搅拌完的溶液中按比例加入甲基硅烷(甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的混合物，混合质量比为1:2)，再放到磁力搅拌器上搅拌30min；观察溶液的均匀性，无明显沉淀或者悬浮物后，按照比例加入丙醇，磁力搅拌18h；搅拌均匀的溶液密封并静置，陈腐5天后即可使用。
所述釉料配方如表2所示。
表2实施例2釉料配方
(2)涂层绝缘子的制备
瓷件出窑后，用压缩空气吹干净，用异丙酮溶液清洗绝缘子表面粘附的污染物，将瓷件运输到涂敷区域，按照4r/min的速度涂敷瓷件表面；已涂敷的瓷件转运到干燥区，用热空气快速干燥；瓷件干燥后转运到高温硬化炉中，按照设定的曲线进行高温硬化；硬化后的瓷件降到室温后，用薄膜进行包裹，防止表面受到污染，最后按照绝缘子生产流程进入下道工序即可。
(3)测试效果
a)瓷绝缘子表面憎水性测试：采用喷水分级法测试，憎水等级为HC1级，呈现较好的憎水性能。
b)用人工污秽法在XP-70悬式瓷绝缘子上进行污秽耐受电压测试，憎水釉的绝缘子污秽耐受电压比同尺寸的普通瓷绝缘子提高10％以上，防污效果明显。
Claims (8)
1.一种瓷绝缘子用无机憎水防污釉料，其特征在于包括以下重量百分含量的原料：硅溶胶3～14％，甲基硅烷0.5～4％，乙酸12～21％，丙醇75～89％。
2.根据权利要求1所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料，其特征在于：甲基硅烷为甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的混合物，混合质量比为1:1～3.5。
3.根据权利要求1所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料，其特征在于：硅溶胶的国际分类号为Levasil200E/20％，产地为德国。
4.根据权利要求1所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料，其特征在于：丙醇为2-丙醇。
5.一种权利要求1-4任一所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：先将硅溶胶和乙酸搅拌5-30min，然后在搅拌后的溶液中加入甲基硅烷，再搅拌10-50min，加入丙醇后搅拌12-18h，最后将搅拌均匀的溶液密封并静置陈腐。
6.根据权利要求5所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料的制备方法，其特征在于：陈腐2-7天。
7.根据权利要求5所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料的制备方法，其特征在于：搅拌时所用搅拌器为磁力搅拌器。
8.一种权利要求1所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料的应用，其特征在于包括以下步骤：
(1)用压缩空气吹旋转着的绝缘子表面，去除绝缘子表面上附着物；
(2)用异丙酮溶液清洗绝缘子表面粘附的污染物；
(3)设置旋转速度，在旋转着的绝缘子表面涂敷所述的瓷绝缘子用无机憎水防污釉料；
(4)将步骤(3)涂敷的绝缘子进行干燥；
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